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1、作业习题解答第三章大气污染气象学3.1 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述:dP g dZ （ 1）将空气视为理想气体，即有f, m f 十m PMPV RT 可写为（2）MVRT将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程： 兰劑dZP RT假定在一定围温度T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得:In PgMZ C 即 In旦 刪匸2 乙）（3）RTP RT假设山脚下的气温为10。C,带入（3）式得:,5009.8 0.029InZ10008.314 283得 Z 5.7km即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。3.2 解：1 .5 1010 3030 501 .5
2、 301 .5 50T297.8298z101.5T297.5297.8z3010T297.3297.5z5030T297.5298z301.5T297.3298z501.52.35K /100md，1.5K /100md，1.0K /100md，1.75K /100md，1.44K /100md，不稳定不稳定不稳定不稳定不稳定。3.3 解:0.288TlT0R、0.288600、0.288T1 T0()230()258.49 KR04003.4 解：ZuZ由大气污染控制工程R80 (3 23), u 5()m，取对数得lg= mlg()ZisZ!3.5解:U1/ Z1 .0.07U0()Z0
3、/50 0.07 饰)2.24m/s , u2/Z2、0.07U0(-)Z02 (型严 2.35m/s10U3z Z3 )0.07u( 7Z0(200 )0.07(10 )2.47m/s ,U4/Z4 0.07U(-)Z02( 300 )0.07(10 )2.54m/ sU5/ Z5 0.07u(Z)Z0(400 )0.07(102.59m/s。设|g丄 y，Ig(A) x，由实测数据得 Ui乙x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel进行直线拟合，取截距为0,直线方程为：y=0.2442x故 m= 0.2442。稳定度D, m=0
4、.15U1/ Z1 0.15U()Z050 0.152.55m/ s ,U2/ Z2 0.15U()Z0(100 )0.15(10 )2.82m/sU3/ Z3、0.15U(-)Z0(200 )0.15(10 )3.13m/ s, u4.Z4 .0.15U(-)Z0(300)0.15(10 )3.33m/sU5/ Z5 0.15U()Z0(400) 0.15(10 )3.48m/ s。稳定度F, m=0.25u； u；(fv25Z0,50 0.252.99m/s , u2U0(手严Z0(100)0.25(10 )3.56m/su； u?(fT25Z0(200 ) 0.25(10 )4.23m/
5、 s , u4/ Z 4、0.25U( -)(300)0.25(10 )4.68m/ s,Z5、0.25 c . 400u5 u0( -)2 ()5.03m/sZo10风速廓线图略。3.6 解：1)根据Air Pollution Control Engineering可得高度与压强的关系为dP-gM dzP RT2dP将 g=9.81m/s、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得 dz 2921 T。P当 t=11.0。C,气压为 1023 hPa ;当 t=9.8。C,气压为 1012 hPa ,故 P=( 1023+1012)/2=1018Pa，T=( 11.0+9.
6、8)/2=10.4。C=283.4K，dP=1012-1023= - 11Pa。11因此 dz 29.21283.4m 89m, z=119m。1018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位置2345678910气温/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991015362902711299281高度/m119218319482101813071578287731582）图略T1 211 9 83) 12121.35K /100m d，不稳定;z1 289T2 32 3
7、z2 3T343 4z3 4T4 54 5z4 5T5 65 6z5 6T6 76 7z6 7T787 89.8 129912 1410114 1516315 1353613 1329013 12.62712.22K /100m1.98K /100m0.61K /100m0.37K/100m0.15K/100m0,逆温;0 ,逆温；0 ,逆温；d，稳定；d，稳定;8 9T8 912.6 1.6Z8 91299T9 101.6 0.89 10Z9 102810.85K/100m d，稳定;0.28K/100m d，稳定。3.7 解:26.7 21.14581.22K /100m0 ,故 iGi
8、0 ,逆温;G2T2Z215.621.1763G3T38.915.6Z3580G4T45.025.0Z42000G5T520.030.0Z5500G6T628.025.0Z6700Gi0.72K /100m，故 21.16K/100m，故 3G31K/100m，故 4 G42K/100m，故 5 G50.43K/100m0,故 63.8 解:20.72K/100m d，稳定;1.16K /100m d，不稳定;1K /100m d，不稳定；2K/100md，不稳定;G60逆温。以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为1013hPa,则由习题3.1推导得到的公式ln P黔(乙Z1)，代入已知
9、数据(温度T取两高度处的平均值)即In 虫=-竺 0029 458，由此解得 P2=961hPa。10138.314 297由大气污染控制工程 P72 ( 3 15)可分别计算地面处位温和给定高度处位温:,1000地面 T地面()P地面294.1（1000293K ,1000 0.288丨1（ ）R299.7（即8303.16K ,293 3030 458故位温梯度=2.18K/100m同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下:测疋编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/。C26.715.68.
10、95.020.028.0位温梯度/K/100m2.220.270.170.021.021.423.9 解:以第一组数据为例进行计算，由习题3.1推导得到的公式lnP2M(Z2 ZJ，设地面P RT9709 8 0 029压强为Pi,代入数据得到：ln 970 = -0.029458，解得R=1023hPa。因此294.1(1000)0.288292.2K1023P,8.314 297测疋编号123456地面温度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度1 C26.715.68.95.020.028.0地面压强/hPa102310121002104010061007地面位温/ C292.2293.1288.4294.7302.5297.41000 0.288地面 I地面()P地面同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下:3.10解答待求。
